×
09.06.2019
219.017.7e9d

Результат интеллектуальной деятельности: ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к судостроению и касается создания энергетической установки подводной лодки. Эта установка имеет заключенные в корпусе подводной лодки систему хранения и подачи жидких топлива и кислорода, камеру сгорания высокого давления, паровой котел, паропровод, соединяющий паровой котел с высокотемпературной паровой турбиной, генератор, конденсатор пара с деаэратором, а также эжектор, теплообменники, насосы, трубопроводы и арматуру. Энергетическая установка снабжена высокотемпературным пароперегревателем, сепаратором, компрессором и абсорберами. К высокотемпературному пароперегревателю подведены трубопроводы подачи жидкого топлива и кислорода, а также паропровод с расходом водяного пара 10-20% от суммарного количества пара, производимого паровым котлом, а отведен паропровод перегретого пара, который соединен с паропроводом перед высокотемпературной паровой турбиной. Трубопровод неконденсирующихся газов после конденсатора и эжектора подведен к сепаратору, который посредством газопровода и компрессора соединен с одним абсорбером, а трубопровод отработавших газов после парового котла подведен к другому абсорберу. Абсорберы с помощью трубопроводов и насосов сообщены с забортным пространством подводной лодки. В установке трубопровод отработавших газов после парового котла до абсорбера может быть последовательно соединен с теплообменниками, которые установлены на трубопроводах подачи жидких топлива и кислорода в камеру сгорания высокого давления. Изобретение позволяет повысить эффективность и коэффициент полезного действия энергетической установки посредством повышения температуры водяного пара перед его поступлением в паровую турбину, а также снизить вероятность обнаружения подводной лодки. 1 з.п. ф.-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к энергетическим установкам, и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла.

Известно устройство по патенту РФ 2376481 «Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом», содержащее паровую турбину, паровой котел, конденсатор, высокотемпературный водородный пароперегреватель, установку для производства кислорода, установку для паровой конверсии природного газа в водород, теплообменники, трубопроводы, арматуру.

Недостатком этого комплекса является невозможность его эксплуатации в замкнутом пространстве подводной лодки из-за ограниченных запасов воздуха.

Известна энергетическая установка французского проекта MESMA, (УДК: 629.5.073.4, книга «Подводные лодки с анаэробными энергетическими установками», автор Э.Л.Мышинский, г.Санкт-Петербург, ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, 2006 г., стр.65), которая содержит систему хранения жидких топлива и кислорода, камеру сгорания высокого давления, паровой котел, паровую турбину, конденсатор, насосы, теплообменники, трубопроводы и арматуру.

Недостаток описанной в вышеупомянутой книге анаэробной энергетической установки подводной лодки (ПЛ) заключается в том, что продукты сгорания выводятся за борт подводной лодки без предварительного растворения. Нерастворенные продукты сгорания являются признаками, по которым можно определить наличие, местонахождение, курс ПЛ, т.е. демаскировать ПЛ.

Кроме того, температура водяного пара, генерируемого в паровом котле, ограничена температурой разрушения теплообменных труб котла. Передача тепла топлива перегретому пару через стенки теплообменных труб при высоком давлении пара внутри них возможна при умеренных температурах и в настоящее время не превышает 600-620°С, это ограничение не позволяет повысить энергетическую эффективность установки.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности энергетической установки ПЛ, коэффициента полезного действия, а также в улучшении скрытности ПЛ.

Задача решена тем, что энергетическая установка ПЛ, содержащая заключенные в корпусе ПЛ систему хранения и подачи жидкого топлива и кислорода с трубопроводами подачи их в камеру сгорания высокого давления, паровой котел, паропровод, соединяющий паровой котел с высокотемпературной паровой турбиной, генератор, конденсатор пара со встроенным деаэратором, эжектор, теплообменники, насосы, трубопроводы и арматуру, согласно изобретению, она снабжена высокотемпературным пароперегревателем, сепаратором, компрессором и абсорберами, причем к высокотемпературному пароперегревателю подведены трубопроводы подачи жидкого топлива и кислорода, а также паропровод с расходом водяного пара 10-20% от суммарного количества пара после парового котла, а отведен паропровод перегретого пара, который соединен с паропроводом перед высокотемпературной паровой турбиной, при этом трубопровод неконденсирующихся газов после конденсатора и эжектора подведен к сепаратору, который посредством газопровода и компрессора соединен с одним абсорбером, а трубопровод отработавших газов после парового котла подведен к другому абсорберу, причем абсорберы посредством трубопроводов и насосов сообщены с забортным пространством подводной лодки.

Кроме того, трубопровод отработавших газов после парового котла, до абсорбера последовательно соединен с теплообменниками, которые установлены на трубопроводах подачи жидких топлива и кислорода в камеру сгорания высокого давления.

Сжигание топлива с кислородом в среде водяного пара в высокотемпературном пароперегревателе позволяет подвести тепло к пару непосредственно, а не через стенку теплообменных труб, находящихся под давлением. При этом можно получить пар с существенно более высокой температурой и, следовательно, повысить коэффициент полезного действия энергоустановки, уменьшить расход топлива, увеличить длительность движения ПЛ без всплытия на поверхность.

Топливо с кислородом целесообразно сжигать не во всем потоке пара, а в части (10-20%) потока пара, так как при большем количестве пара уменьшается концентрация компонентов топлива и увеличивается доля несгоревшего топлива, что неблагоприятно сказывается на экономичности установки и на работе конденсатора, куда поступает неконденсирующийся газ (кислород и пары топлива).

За счет абсорберов наилучшим образом реализованы параметры, сопутствующие растворению газа, образовавшегося после сгорания топлива в высокотемпературном пароперегревателе и в камере сгорания парового котла: увеличение давления, площади и времени контакта газа с водой. В соответствии с законом Генри количество растворенного в воде газа пропорционально давлению его над поверхностью воды. После абсорберов нерастворенная часть углекислого газа будет отсутствовать или существенно уменьшится.

Предложенное техническое решение энергетической установки за счет введения в ее состав высокотемпературного пароперегревателя позволяет повысить температуру пара перед подачей в турбину до 800-900°C, что позволит увеличить коэффициент полезного действия установки, ее эффективность. Введение сепаратора и абсорберов позволяют разделить газовую и жидкую фазы неконденсирующихся газов после конденсатора и эжектора и растворить газовую фазу при помощи абсорбера в забортной воде, откачав ее насосом за борт подводной лодки, что благоприятно сказывается на скрытности ПЛ.

Техническое решение энергетической установки пояснено чертежом, на котором изображена принципиальная схема энергетической установки.

Энергетическая установка подводной лодки содержит заключенные в корпусе 1 ПЛ систему 2 хранения и подачи жидких топлива и кислорода, камеру сгорания высокого давления 3, паровой котел 4, высокотемпературный пароперегреватель 5, высокотемпературную паровую турбину 6 с генератором 7, конденсатор пара 8 со встроенным деаэратором, эжектор 9, сепаратор 10, компрессор 11, абсорберы 12, 13, теплообменники 14, 15. Энергетическая установка ПЛ содержит также паропровод 16 подачи пара от парового котла с расходом 10-20% от суммарного количества пара после парового котла к высокотемпературному пароперегревателю 5, для чего на паропроводе 17, соединяющем паровой котел 4 с турбиной 6, установлено регулирующее устройство, трубопроводы 18 жидкого топлива и кислорода, трубопровод 19 отработавших газов из парового котла, трубопровод 20 отработавшего водяного пара и неконденсирующихся газов, трубопровод 21 неконденсирующихся газов, трубопровод конденсата 22, трубопровод 23 забортной воды, другие трубопроводы и арматуру.

Устройство работает следующим образом.

Из системы 2 хранения и подачи жидкого топлива и кислорода последние, испаряясь в теплообменниках 14, 15, поступают в камеру сгорания высокого давления 3. Продукты сгорания поступают в паровой котел 4. Из парового котла 4 отработавшие газы по трубопроводу 19 поступают в абсорбер 13 и, растворяясь в забортной воде, при помощи насоса откачиваются за пределы корпуса 1 ПЛ. Образованный в котле 4 водяной пар максимально достижимой температуры поступает в паропровод 17. Часть пара при помощи регулирующего устройства, установленного на паропроводе 17, в количестве 10-20% от суммарного по трубопроводу 16 поступает в высокотемпературный пароперегреватель 5, в который также после теплообменников 14, 15 поступают топливо и кислород по трубопроводам 18, которые сгорают в присутствии водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности и затем продукты сгорания смешиваются в паропроводе 17 с потоком водяного пара после парового котла 4, повышая температуру пара до 800-900°C и более. Высокотемпературная паровая турбина 6 преобразует энергию пара в механическую и передает ее потребителю посредством генератора 7. Отработавший водяной пар и неконденсирующиеся газы поступают по трубопроводу 20 в конденсатор пара 8, где пар конденсируется и газы охлаждаются. Конденсат водяного пара, пройдя встроенный в конденсатор деаэратор, посредством насосов через регенеративные теплообменники 14, 15 по трубопроводу 22 поступает в паровой котел 4. Неконденсирующиеся газы отсасываются эжектором 9 из конденсатора 8 и поступают по трубопроводу 21 в сепаратор 10, в котором разделяются газовая и жидкая фаза. При помощи компрессора 11 газовая фаза с невысоким относительно замкнутого пространства давлением поступает в абсорбер 12 и, растворяясь в забортной воде, поступающей в абсорбер, при помощи насоса откачивается за пределы корпуса 1 ПЛ.

Предложенное техническое решение энергетической установки ПЛ позволяет повысить ее эффективность и коэффициент полезного действия за счет повышения температуры водяного пара перед его поступлением в высокотемпературную паровую турбину посредством сжигания жидкого топлива и жидкого кислорода в среде небольшого количества пара после парового котла, 10-20% от суммарного в высокотемпературном пароперегревателе.

Благодаря растворению отработавших газов после парового котла, а также выделенной газовой фракции после конденсатора в забортной воде перед удалением их за борт снижена вероятность обнаружения ПЛ.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 13.
10.07.2015
№216.013.6076

Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора состоит из трубопроводов 1 и 3, фланцев 2 и 4, корпуса корабля 5, внутреннего компенсатора 6, внутренней полости 8, внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556235
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.62e8

Активная виброизолирующая система трубопроводов аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Изобретение состоит из ядерного реактора 1, виброизоляции 5, трубопроводов 2, корпуса 4, забортного теплообменника 3, датчиков вибрации 6, датчиков динамической силы 10, исполнительных устройств 9, усилителей мощности 8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556867
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.04.2019
№219.017.041b

Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов

Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия для больших ходов предназначен для использования в качестве силового объемного гидравлического двигателя с прямолинейным возвратно-поступательным движением двухстороннего действия в судостроении, машиностроении и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002378540
Дата охранного документа: 10.01.2010
19.04.2019
№219.017.2f81

Устройство крепления и отделения всплывающего буя с трос-кабелем на подводном техническом средстве

Устройство предназначено для использования на подводных технических средствах для хранения и постановки привязных буев, передающих информацию, в том числе аварийно-спасательных. Буй установлен на подводном техническом средстве в полуоткрытом корпусе, имеющем форму усеченного конуса, обращенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002373103
Дата охранного документа: 20.11.2009
29.05.2019
№219.017.6687

Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом

Изобретение относится к энергетике. Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом включает паровой котел, высокотемпературный водородный пароперегреватель, к которому подведены трубопроводы подачи топлива - кислорода и водорода, установки по производству кислорода и водорода, паровую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376481
Дата охранного документа: 20.12.2009
09.06.2019
№219.017.7b1a

Неполноповоротный лопастной гидропривод

Устройство предназначено для использования в машиностроении в качестве привода для поворота исполнительной части механизма. На неподвижном валу, закрепленном в основаниях, установлен цилиндрический корпус с возможностью поворота с образованием рабочей полости. Рабочая полость имеет тороидальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377447
Дата охранного документа: 27.12.2009
09.06.2019
№219.017.7b1c

Муфта шарнирная

Изобретение относится к муфтам. Муфта содержит две полумуфты, заключенные в едином цилиндрическом корпусе, которые соединены с ведущим и ведомым валами, а также соединены между собой при помощи шарнирных элементов. Каждый шарнирный элемент выполнен в виде сферических сухарей прямоугольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377452
Дата охранного документа: 27.12.2009
09.06.2019
№219.017.7b4e

Рамочная антенна

Устройство предназначено для использования на подводных технических средствах, в частности на обитаемых подводных аппаратах. Техническим результатом является повышение взаимной поляризационной развязки рамочной системы между горизонтальной рамкой и вертикальными рамками (не менее 25 дБ), что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002372696
Дата охранного документа: 10.11.2009
09.06.2019
№219.017.7bfa

Устройство для подъема объектов со дна моря на подводное техническое средство

Изобретение предназначено для подъема объектов со дна моря. Устройство включает проницаемую шахту, установленную в междубортном пространстве, верхний и нижний щиты, грузовую подвижную секцию, установленную на рельсах внутри шахты, и подъемник. В проницаемой шахте над грузовой подвижной секцией,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002368531
Дата охранного документа: 27.09.2009
09.06.2019
№219.017.7e86

Волоконно-оптический трансформатор тока

Волоконно-оптический трансформатор тока предназначен для измерения действующих значений тока. Заявленное устройство содержит не менее двух токоведущих изолированных проводников, охваченных чувствительными элементами - катушками из оптического волокна, оптически связанные с катушкой средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002438138
Дата охранного документа: 27.12.2011
Показаны записи 1-10 из 33.
10.08.2013
№216.012.5da0

Универсальная комплексная энергосистема

Универсальная комплексная энергосистема для получения электричества, холода и тепла содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребитель теплого воздуха, турбодетандер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489589
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.10.2013
№216.012.71fb

Способ получения высокоплотного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения изделий на основе железного порошка, и может быть использовано при изготовлении средне- и тяжелонагруженных конструкционных деталей, испытывающих динамические и истирающие нагрузки. В способе получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494836
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.01.2014
№216.012.9c6b

Камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы

Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус, жаровую трубу с зонами горения и разбавления, систему подачи топлива, систему подачи первичного и вторичного потоков воздуха, снабженную устройством воздействия на поток вторичного воздуха в полости кольцевого канала между стенками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505749
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.01.2015
№216.013.1ba0

Тонкослойный резинометаллический элемент

Изобретение относится к машиностроению. Тонкослойный резинометаллический элемент содержит чередующиеся слои эластомера и металлические армирующие тарели, размещенные между металлическими опорными кольцами. На обращенных к тарелям торцах опорных колец выполнены глухие кольцевые пазы Т-образного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538500
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.02.2015
№216.013.29d5

Энергетическая установка подводного аппарата

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка подводного аппарата содержит тепловой двигатель, систему автоматического управления, впускную систему, образованную ресивером-смесителем и регенератором тепла отработанных газов, последовательно соединенные с ним охладитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542166
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.07.2015
№216.013.6076

Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора состоит из трубопроводов 1 и 3, фланцев 2 и 4, корпуса корабля 5, внутреннего компенсатора 6, внутренней полости 8, внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556235
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.62e8

Активная виброизолирующая система трубопроводов аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Изобретение состоит из ядерного реактора 1, виброизоляции 5, трубопроводов 2, корпуса 4, забортного теплообменника 3, датчиков вибрации 6, датчиков динамической силы 10, исполнительных устройств 9, усилителей мощности 8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556867
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.10.2015
№216.013.8121

Способ получения высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа

Изобретение относится к получению высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа, который может быть использован для изготовления тяжелонагруженных конструкционных деталей фрикционного назначения, испытывающих динамические и истирающие нагрузки. Готовят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564654
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.01.2016
№216.013.a344

Способ форсирования авиационных двигателей

Изобретение относится к энергетике. Способ работы газотурбинного двигателя с форсажной камерой, заключающийся в том, что формируют топливовоздушную смесь и обеспечивают ее горение в основной камере сгорания. Продукты сгорания расширяют в турбине и подают их в форсажную камеру, где смешивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573438
Дата охранного документа: 20.01.2016
25.08.2017
№217.015.a231

Установка горячей штамповки порошковых материалов

Изобретение относится к горячей штамповке деталей из порошковых заготовок. Установка содержит накопитель порошковых заготовок, электропечь сопротивления, индуктор, пресс горячего прессования, штамп, механизм подачи порошковых заготовок из индуктора в штамп и выталкиватель с механизмом удаления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606823
Дата охранного документа: 10.01.2017
+ добавить свой РИД